JP5643209B2 - 空気入りラジアルタイヤ - Google Patents

Description

本発明は、空気入りラジアルタイヤ、特には、タイヤの重量を増やすことなく、耐ピンチカット性を向上させる技術を提案するものである。

近年、空気入りラジアルタイヤでは、環境への配慮および経済性の観点から低燃費のタイヤが求められており、そのための一つの手段として、タイヤの重量を低減させることがあり、例えば、カーカスの折り返し部やビードフィラーの半径方向外方端の半径方向高さを低くする等が行われている。

しかるに、このようなタイヤの軽量化の方法では、適用リムのリムフランジの半径方向外方付近の強度が低下して、図４にタイヤ幅方向断面図で示すような、緑石への乗り上げ等により、サイドウォール部に位置するカーカスが適用リムのリムフランジと縁石との間に挟み込みが生じ易く、そのときに生じる局部的な撓みによって、カーカスのコードが破断することに起因する、いわゆるピンチカットを招く問題があった。

耐ピンチカット性を向上させる方法として、カーカスのプライ数やコード太さを増加したり、特許文献１に記載されるように、カーカスの、ビードコアの折り返し部のタイヤ幅方向外側にビードフィラーを適用リムのリムフランジの半径方向外方端より半径方向外方に配設して、カーカス強度を向上させる手法があるが、この場合には、カーカスのコード量やゴムチェーファーのゴム量が増加することから、所望の重量低減を達成することはできなかった。

したがって、従来の空気入りラジアルタイヤでは、タイヤの軽量化と耐ピンチカット性を両立させることは困難であった。

特開平０８−０４８１１８号公報

本発明の目的は、タイヤの重量を増やすことなしに、タイヤの耐ピンチカット性を向上させた空気入りラジアルタイヤを提供することにある。

この発明にかかる空気入りラジアルタイヤは、トレッド部と、一対のサイドウォール部と、一対のビード部と、ビード部内のビードコア間にトロイド状に延在する本体部および、ビードコアの周りに折り返した折返し部を持つカーカスプライを含む複数のカーカスプライからなるカーカスとを具え、このカーカスプライの、ビード部の適用リムの接触域にゴムチェーファーと、ビードコアの半径方向外方に向けて厚みを漸減する略三角形の横断面形状のビードフィラーと、サイドウォール部のカーカスの外表面に沿ってサイドゴムとを有してなるものであって、適用リムに組み付けて規定の空気圧を充填した状態の、カーカスの折返し部の半径方向外方端と、ビードフィラーの半径方向外方端との半径方向高さを、適用リムのリムフランジの半径方向外方端より半径方向内方に位置させるとともに、ゴムチェーファーの半径方向外方端の半径方向高さを、前記リムフランジの半径方向外方端より半径方向外方に位置させ、前記リムフランジの半径方向外方端より半径方向外方で、ゴムチェーファーとカーカスとの間に、少なくとも一部のサイドゴムを挟み込み配置し、ゴムチェーファーのうち、前記リムフランジの半径方向外方端の半径方向位置からゴムチェーファーの半径方向外方端の半径方向位置までの領域の部分を、タイヤ外表面位置からタイヤ幅方向内側に折り曲げてサイドゴムの間に挟み込み配置してなることを特徴とするものである。

ここで、「適用リムに組み付けて規定の空気圧を充填した状態」とは、タイヤが生産され、使用される地域に有効な産業規格であって、日本ではＪＡＴＭＡ（日本自動車タイヤ協会） ＹＥＡＲ ＢＯＯＫ、欧州ではＥＴＲＴＯ（Ｅｕｒｏｐｅａｎ Ｔｙｒｅ ａｎｄ Ｒｉｍ Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｏｒｇａｎｉｓａｔｉｏｎ） ＳＴＡＮＤＡＲＤＳ ＭＡＮＵＡＬ、米国ではＴＲＡ（ＴＨＥ ＴＩＲＥ ａｎｄ ＲＩＭ ＡＳＳＯＣＩＡＴＩＯＮ ＩＮＣ．）ＹＥＡＲ ＢＯＯＫ等に規定されたリムに組み付けて、ＪＡＴＭＡ等の規格にタイヤサイズに応じて規定された、最高空気圧を充填した状態をいうものとする。

このようなタイヤにおいてより好ましくは、カーカスの本体部と折返し部との間にスキージゴムを配置し、より好ましくは、スキージゴムの半径方向外方端の半径方向高さを、前記リムフランジの半径方向外方端より半径方向外方に位置させる。

また好ましくは、ゴムチェーファーとカーカスの折返し部との間に位置するサイドゴムを、ゴムチェーファーの１００％モジュラスの１／３〜１／２の範囲とする。

ここで、１００％モジュラスとは、ＪＩＳダンベル状３号形サンプルを用意し、ＪＩＳ Ｋ６２５１に準拠して、室温で５００±２５ｍｍ／ｍｉｎの速度で引張試験を行って測定した、１００％伸長時の引張応力である。

ところで、カーカスの折返し部の半径方向外方端の半径方向高さを、前記リムフランジの半径方向外方端より−１０〜＋１０ｍｍの範囲で半径方向内方に位置し、ビードフィラーの半径方向外方端の半径方向高さを、前記リムフランジの半径方向外方端より−１５〜０ｍｍの範囲で半径方向内方に位置し、ゴムチェーファーの半径方向外方端を、カーカス折返し部の半径方向外方端より５ｍｍ半径方向内方の位置から、タイヤの最大幅位置までに位置し、スキージゴムの半径方向外方端を前記リムフランジの半径方向外方端より−１５〜＋１５ｍｍの範囲で半径方向外方に位置させることが好ましい。

本発明の空気入りラジアルタイヤは、適用リムに組み付けて規定の空気圧を充填した状態の、カーカスの折返し部の半径方向外方端と、ビードフィラーの半径方向外方端との半径方向高さを、適用リムのリムフランジの半径方向外方端より半径方向内方に位置させることで、乗心地性およびカーカス強度を低減することなく、タイヤ重量を低減することができる。

また、ゴムチェーファーの半径方向外方端の半径方向高さを、適用リムのリムフランジの半径方向外方端より半径方向外方に位置させることで、タイヤとリムフランジとの接触面でのリム擦れ摩耗を防ぐことができる。

そして、適用リムのリムフランジの半径方向外方端より半径方向外方で、ゴムチェーファーとカーカスとの間にサイドゴムを挟み込み配置することで、縁石等に乗り上げた時、縁石とリムフランジによって挟み込まれるリムフランジの半径方向外方端の半径方向外方で、縁石とリムフランジからの挟み込みによるカーカスへの応力集中をサイドゴムの弾性率をもって、その応力を緩和して、カーカスプライのコードの破断を抑制することができる。その結果、ピンチカットの発生を防ぐことができる。

本発明の空気入りラジアルタイヤの一の実施形態を、適用リムに組み付けて規定の空気圧を充填した状態のタイヤ幅方向断面を示す図である。 図１のビード部の一部をより詳細に示す要部拡大断面図である。 本発明の空気入りラジアルタイヤの他の実施形態を、適用リムに組み付けて規定の空気圧を充填した状態のビード部の一部をより詳細に示す要部拡大断面図である。 ピンチカットが発生する様子を示すタイヤ幅方向断面図である。 従来のタイヤのビード部の一部を示す要部拡大断面図である。 従来のタイヤのビード部の一部を示す要部拡大断面図である。

以下に、図面を参照しながら本発明の空気入りラジアルタイヤを詳細に説明する。
図１は、本発明の空気入りラジアルタイヤの一の実施形態を、適用リムに組み付けて規定の空気圧を充填した状態のタイヤ幅方向断面図であり、図２は図１のビード部の一部をより詳細に示す要部拡大断面図である。

図中１はトレッド部を、２はトレッド部１のそれぞれの側部に連続して半径方向内方へ延びる一対のサイドウォール部を、そして３はサイドウォール部２の半径方向内方に連続するビード部をそれぞれ示す。

図示の空気入りラジアルタイヤでは、カーカスが一対のビード部３と、各ビード部３に埋設配置された円形断面のビードコア４間に本体部５をトロイド状に延在させるとともに、各側部部分をビードコア４の周りで半径方向内方から外方に折り返した折返し部６を有する、一枚のカーカスプライからなる。
ここで、カーカスプライは、例えば、タイヤ周方向と直交する方向に延びるスチールコード、有機繊維コード等にて形成することができる。

ビード部３には、カーカスの、ビードコア４の周りの折返し部６のタイヤ幅方向外方で、ビード部の適用リムの接触域で、ビードベースからビードヒール付近にゴムチェーファー７と、カーカスの本体部５と折返し部６との間で、ビードコア４の半径方向外方に向けて厚みを漸減する略三角形の横断面形状のビードフィラー８と、このビードフィラー８の半径方向外方にはスキージゴム９を配設する。好ましくは、このスキージゴム９の半径方向外方端の半径方向高さを、リムフランジＲｆの半径方向外方端より半径方向外方に位置させる。

また、カーカスの本体部５のクラウン域の外周側に、図では二層のコード交錯ベルト層からなるベルト１０、一層のベルト補強層１１およびトレッドゴム１２を順次に配置し、このトレッドゴム１２の表面には、図では省略されているが、タイヤ周方向に延びる複数本の周溝等を形成する。

サイドウォール部２およびビード部３では、カーカスのタイヤ幅方向外側で、それの外側面に沿って配置されたサイドゴム１３によって覆われている。

そしてこの空気入りラジアルタイヤでは、カーカスの折返し部６の半径方向外方端６ａの半径方向高さを、適用リムＲのリムフランジＲｆの半径方向外方端ｒより、好ましくは−１０〜＋１０ｍｍの長さｃで半径方向内方に、ビードフィラー８の半径方向外方端８ａの半径方向高さを、適用リムＲのリムフランジＲｆの半径方向外方端ｒより、好ましくは−１５〜０ｍｍの長さｂで半径方向内方に、ゴムチェーファー７の半径方向外方端７ａの半径方向高さを、リムフランジＲｆの半径方向外方端ｒより、好ましくは、カーカス折返し部６の半径方向外方端６ａより５ｍｍ半径方向内方の位置から、タイヤの最大幅位置まで、より好ましくはタイヤ外表面のリムフランジＲｆの最大接触域までの長さｇで半径方向外方に位置させる。
ここで、「リムフランジの最大接触域」とは、タイヤが屈曲変形した際に、タイヤ外表面とリムフランジが接触する領域をいうものとする。
また、サイドゴム１３の少なくとも一部を、ゴムチェーファー７とカーカスの折返し部６との間に挟み込み配置し、図ではサイドゴム１３の半径方向内方端をリムフランジＲｆの半径方向外方端ｒより半径方向内方に位置させる。

図３は本発明の空気入りラジアルタイヤの他の実施形態を、適用リムに組み付けて規定の空気圧を充填した状態のビード部の一部をより詳細に示す要部拡大断面図である。
なお、先の図２に示したタイヤと同様の要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。
この実施形態では、ゴムチェーファー１７の、リムフランジＲｆの半径方向外方端ｒから半径方向外方端１７ａが位置する半径方向長さｇまでの領域を、タイヤ外表面位置からタイヤ幅方向内側に折り曲げてサイドゴム１３の間に挟み込み配置する。

このような構成では、剛性段差となるゴムチェーファー端での歪集中を回避し、ゴムチェーファー端のクラックを防ぐことができる。また、このような構成により、サイドゴム１３対比、ゴムチェーファー１７は硬質ゴムであり、劣化や繰り返し歪による耐クラック性が劣るため、サイド部の変形に合わせて変形し易いリムフランジＲｆの半径方向外方端ｒより半径方向外方の外表面に位置するゴムチェーファー１７の配設する領域が露出しないようにすることで、クラックの発生を防ぐことができる。

この空気入りラジアルタイヤにおいて好ましくは、カーカスの本体部５と折返し部６との間にスキージゴム９を配置することで、カーカスの本体部５と折返し部６の間に発生する歪の集中および剛性段差を低減することができる。
また、サイドゴム１３とスキージゴム９がカーカスの折返し部６の半径方向外方で隣接することで、カーカスの折返し部６の端部でのセパレーションを防ぐことができる。

好ましくは、スキージゴム９の半径方向外方端の半径方向高さを、カーカス折返し部６の端部６ａおよびリムフランジＲｆの半径方向外方端ｒより、好ましくは−１５〜＋１５ｍｍの長さｓで半径方向外方に位置し、この構成とすることで、カーカスの本体部５と折返し部６との間の歪を低減するとともに、カーカスの折返し部６のタイヤ幅方向内外での硬度差に起因する歪の発生を低減しつつ、カーカスの剛性を確保することができる。その結果、カーカスの折返し部６の端部でのセパレーションおよびピンチカットの発生を防ぐことができる。

そしてまた好ましくは、ゴムチェーファー７とカーカスの折返し部６との間に位置するサイドゴム１３を、ゴムチェーファー７の１００％モジュラスの１／３〜１／２の範囲とし、より好ましくは、スキージゴム９の１００％モジュラスは、サイドゴム１３の１００％モジュラスと同程度にする。
この範囲とすることで、縁石とリムフランジＲｆとの間に挟み込まれるカーカスへの応力集中を緩和することができる。

すなわち、サイドゴム１３の１００％モジュラスが１／３未満ではサイドゴム１３の剛性が低くなり、適用リムと縁石等との間の位置でカーカスの挟み込みが発生した時に、ゴムチェーファー７とカーカスの折返し部６が接触して発生する応力集中の緩和が低減し、一方１／２を超えると、歪の集中を分散させることができない傾向がある。
サイドゴム１３の半径方向内方領域で、カーカスの折返し部６の端部を挟み込む形態とすることもでき、この場合には、サイドゴムを図のサイドゴム１３とスキージゴムの範囲に配置することができる。

また好ましくは、カーカスの折返し部６の半径方向外方端８ａの半径方向高さを、リムフランジＲｆの半径方向外方端ｒより−１０〜＋１０ｍｍの範囲で半径方向内方に位置させることで、ビード部のゴム量を減らして、タイヤの重量を低減することができる。

好ましくは、ビードフィラー８の半径方向外方端８ａの半径方向高さを、リムフランジＲｆの半径方向外方端ｒより−１５〜０ｍｍの範囲で半径方向内方に位置することで、ビード部のゴム量を減らして、タイヤの重量を低減することができる。

好ましくは、ゴムチェーファー７の半径方向外方端７ａを、カーカス折返し部６の半径方向外方端６ａより５ｍｍ半径方向内方の位置から、タイヤ最大幅位置までに位置させることで、屈曲変形が大きいタイヤ最大幅位置に硬いゴムを有するゴムチェーファー７を配置することがないため、タイヤの乗り心地の低減を防ぐことができる。
より好ましくは、ゴムチェーファー７の半径方向外方端７ａを、タイヤ外表面のリムフランジＲｆの最大接触域までに位置させることで、歪の生じやすい半径方向外方端７ａと、カーカス折返し部６の半径方向外方端６ａとがタイヤ幅方向に重なり配置することがなく、歪の集中を抑えることができ、カーカス折返し部６の半径方向外方端６ａ付近のゴムのセバレーションを防ぐことができる。

好ましくは、スキージゴム９の半径方向外方端をリムフランジＲｆの半径方向外方端ｒより−１５〜＋１５ｍｍの範囲で半径方向外方に位置させることで、特に、カーカスの折返し部６の端部でのセパレーションの発生を防ぐことができる。

次に、図に示すような構造を有し、サイズが１７５／７０Ｒ１４のタイヤを試作し、表１に示すように、それぞれの諸元を変化させた実施例タイヤおよび、比較例タイヤ１，２とのそれぞれにつき、タイヤ重量、乗心地および耐ピンチカット性能を評価した。
なお、比較例タイヤは、ビード部以外の構造については改変を要しないため、実施例タイヤに順ずるものとした。

〔タイヤ重量〕
実施例タイヤおよび、比較例タイヤ１，２とのそれぞれにつき、適用リムに組み付けることなく、タイヤ重量を測定し、その評価結果を表２に示す。
なお、表中の指数値は、比較例タイヤ１の値をコントロールとして求めたものであり、数値が大きいほど、タイヤ重量が重いことを示す。

〔乗心地性〕
実施例タイヤ、比較例タイヤ１，２のそれぞれにつき、サイズ１４−５．５Ｊのリムに組み付け、内圧２１０ｋＰａとして、車に装着し、テストコースを、ドライバーが、乗心地性をフィーリングで評価し、その結果を表２に示す。
なお、表中の指数値は、比較例タイヤ１の値をコントロールとして求めたものであり、数値が大きいほど、乗心地が良いことを示す。

〔耐ピンチカット性能〕
実施例タイヤ、比較例タイヤ１，２のそれぞれにつき、サイズ１４−５．５Ｊのリムに組み付け、内圧１５０ｋＰａ、負荷質量をドライバー＋６０ｋｇとし、速度を５０〜８０ｍ／ｈで速度を変化させて走行し、路面に設置した６０ｍｍの突起を乗り越えたときにピンチカットが発生する速度を指数評価し、その結果を表２に示す。
なお、表中の指数値は、比較例タイヤ１の値をコントロールとして求めたものであり、数値が大きいほど、耐ピンチカット性能が良いことを示す。

表２の結果から、実施例タイヤは、比較例タイヤ１，２に対して、タイヤ重量を低減してなお、乗心地および耐ピンチカット性能を向上することができた。

１ トレッド部
２ サイドウォール部
３ ビード部
４ ビードコア
５ カーカスの本体部
６ カーカスの折返し部
６ａ 半径方向外方端
７，１７ ゴムチェーファー
７ａ，１７ａ 半径方向外方端
８ ビードフィラー
８ａ 半径方向外方端
９ スキージゴム
１０ ベルト
１１ ベルト補強層
１２ トレッドゴム
１３ サイドゴム
Ｒ 適用リム
Ｒｆ リムフランジ
ｒ 半径方向外方端

Claims (5)

1. トレッド部と、一対のサイドウォール部と、一対のビード部と、ビード部内のビードコア間にトロイド状に延在する本体部および、ビードコアの周りに折り返した折返し部を持つカーカスプライを含む複数のカーカスプライからなるカーカスとを具え、このカーカスプライの、ビード部の適用リムの接触域にゴムチェーファーと、ビードコアの半径方向外方に向けて厚みを漸減する略三角形の横断面形状のビードフィラーと、サイドウォール部のカーカスの外表面に沿ってサイドゴムとを有してなる空気入りラジアルタイヤにおいて、
   適用リムに組み付けて規定の空気圧を充填した状態の、カーカスの折返し部の半径方向外方端と、ビードフィラーの半径方向外方端との半径方向高さを、適用リムのリムフランジの半径方向外方端より半径方向内方に位置させるとともに、ゴムチェーファーの半径方向外方端の半径方向高さを、前記リムフランジの半径方向外方端より半径方向外方に位置させ、
   前記リムフランジの半径方向外方端より半径方向外方で、ゴムチェーファーとカーカスとの間に、少なくとも一部のサイドゴムを挟み込み配置し、
   ゴムチェーファーのうち、前記リムフランジの半径方向外方端の半径方向位置からゴムチェーファーの半径方向外方端の半径方向位置までの領域の部分を、タイヤ外表面位置からタイヤ幅方向内側に折り曲げてサイドゴムの間に挟み込み配置してなることを特徴とする空気入りラジアルタイヤ。
2. カーカスの本体部と折返し部との間にスキージゴムを配置してなる請求項１に記載の空気入りラジアルタイヤ。
3. スキージゴムの半径方向外方端の半径方向高さを、前記リムフランジの半径方向外方端より半径方向外方に位置してなる請求項２に記載の空気入りラジアルタイヤ。
4. ゴムチェーファーとカーカスの折返し部との間に位置するサイドゴムは、ゴムチェーファーの１００％モジュラスの１／３〜１／２の範囲としてなる請求項１〜３のいずれかに記載の空気入りラジアルタイヤ。
5. カーカスの折返し部の半径方向外方端の半径方向高さを、前記リムフランジの半径方向外方端より−１０〜＋１０ｍｍの範囲で半径方向内方に位置し、
   ビードフィラーの半径方向外方端の半径方向高さを、前記リムフランジの半径方向外方端より−１５〜０ｍｍの範囲で半径方向内方に位置し、
   ゴムチェーファーの半径方向外方端を、カーカス折返し部の半径方向外方端より５ｍｍ半径方向内方の位置から、タイヤの最大幅位置までに位置し、
   スキージゴムの半径方向外方端を前記リムフランジの半径方向外方端より−１５〜＋１５ｍｍの範囲で半径方向外方に位置させてなる請求項１〜４のいずれかに記載の空気入りラジアルタイヤ。

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